NARAVNO ČIŠČENJE SANITARNIH ODPLAK PRI VERTIKALNEM PRENIKANJU V PIVKI JAMI NATURAL PURIFICATION OF SANITARY SEWAGE DURING THE VERTICAL PERCOLATION IN PIVKA JAMA JANJA KOGOVŠEK Acta carsologica, XVI (l!J87), 121-139, Ljubljana, 1987 Izvleček UDK 556.32 :614.777(497.12 :24 Pivka jama) Janja Kogovšek: Naravno čiščenje sanitarnih odplak pri vertikalnem prenikanju v Pivki jami Prispevek podaja rezultate meritev odpadne komunalne vode pri prenikanju skozi 40 m debel zakrasel strop Pivke jame. Ob dani količini in kvaliteti odplak prihaja ob nizkih pretokih na poti prenikanja do učinkovitega samočiščenja; slabši učinek pa nastopa ob večjih pretokih, ko voda spira tudi organski suspenz iz usedline z dna greznice, ki ima sicer vlogo nekakšnega filtra. Abstract UDC 556.32 :614.777(497.12 :24 Pivka jama) Janja Kogovšek: Natural purificat:on of sanitary sewage during the vertical per- colation in Pivka jama The results of waste communal water measurements during the percolation through 40 m thick karstified roof of Pivka jama are dealt with. At known quantity and quality of sewage at low discharges the autopurification is efficaceous on the way of percolation; at bigger discarges the effect is worse as the water washes the organic suspension from the cess-pit bottom which otherwise acts as a filter. Naslov - Address mag. Janja KOGOVŠEK, dipl. ing. kem., višja razisk. sodelavka Inštitut za raziskovanje krasa ZRC SAZU Titov trg 2 66230 Postojna Jugoslavija UVOD Voda z ne preveliko količino razgradljivih odplak, se na dovolj dolgem poteku v odsotnosti zaviralnih učinkov, že lahko sama očisti do določene mere. Leta 1974 je skupina hidrologov pod vodstvom N. Preke in N. Preka - Lip o 1 do ve (1976) preučevala procese samočiščenja podzemeljske Pivke. Ugotovili so, da se samočiščenje v kraških podzemeljskih vodnih tokovih ne- moteno odvija in da je odvisno predvsem od časa zadrževanja vodne mase v podzemlju. Čeprav je tu izključen ugoden vpliv fotosinteze, poteka razgradnja nekoliko hitreje kot pa v statičnih pogojih spremljanja razgradnje v steklenič­ kah BPK. Tako se Pivka v Planinski jami pojavlja že kot čista oligosaprobna reka. Leta 1976 sta raziskovala procese v onesnaženem podzemeljskem toku Pivke tudi B. Sket in F. Ve 1 k o vrh (1981). Med drugim sta ugotovila, da se večina parametrov, ki kažejo na onesnaženost, do Pivke jame že močno zmanjša, medtem ko je odstotek organskih snovi v finejši frakciji sedimenta vzdolž vsega podzemeljskega toka približno enak. Pivka pa ima v podzemlju očitno še nekaj neznanih odtokov in pritokov, ki tudi vplivajo na njeno kva- liteto. Naša naloga pa je bila ugotoviti, do kakšne mere se očisti odpadna komu- nalna voda pri vertikalnem prenikanju v krasu. Zato smo spremljali naravno čiščenje pri vertikalnem prenikanju odplak iz sanitarij in umivalnic kampa Pivke jame skozi 40 m debel jamski strop. V turističnem kampu pri Pivki jami so do nedavna imeli sanitarije z umi- valnicami v vrtači tik nad jamo. Odplake so se najprej zbirale v dvoprekatni greznici pod umivalnicami, od tam pa odtekale direktno v skalo. Ob novejši razširitvi kampa so speljali odplake iz te greznice v čistilno napravo s prezra- čevalnikom, ki leži v približno 100 m oddaljeni vrtači. Tja se stekajo tudi od- plake iz novih sanitarij. Iz slike 1 je razviden položaj starih sanitarij na površju in opazovanih curkov v jami, ki kaže, da gre za sorazmerno direkten odtok vode v navpični smeri, tako da znaša dejanska pot prenikajoče vode nekaj več kot 40 m. METODE DELA IN ANALIZE Vzorce vode smo v začetku zajemali na raznih krajih v Pivki jami, kasneje pa smo se omejili na curke in kapljanja na ožjem območju pod sanitarijami, kjer prenika skozi strop onesnažena voda. Hkrati smo vzorčevali tudi odplake v greznici. Pretok smo merili s štoparico in menzuro, temperaturo, specifično elek- trično prevodnost in pH pa z WTW merilci na samem mestu vzorčevanja. Kar- bonatno trdoto, kemijsko potrebo po kisiku (KPK), biokemijsko potrebo po kisiku (BPK5) ter vsebnost kloridov, nitratov in o-fosfatov smo določali v labo- 123 PIVKA JAMA 1 \-----✓ ..._-:;, O položaj umivalnic • 1-9 zajemna mesta IZRK 1987 Sl. l. Položaj umivalnic in sanitarij ter zajemnih mest v jami. Fig. l. The situation of washrooms and sanitations and sampling points in the cave. J. Kogovšek, Naravno čiščenje sanitarnih odplak pri vertikalnem premikanju ... ratoriju še isti in naslednji dan. Vse te metode smo izvedli po standardnih me- todah, ki so opisane v Standard Methods for the Examination of Wastwater (1975) in v Deutsche Einheitsverfahren fiir Wasser und Abwasser Analyse (1986). Debelino jamskega stropa smo izračunali ob poznavanju nadmorskih višin površja in dna jame ter z meritvami višine stropa z meteorološkimi baloni (I. K en da , A. Mihe v c, J. K o g o v š e k). Ta znaša na točkah opazovanih curkov v direktni razdalji 37 do 41 m. SPREMEMBE ODPADNE VODE PRI VERTIKALNEM PRENIKANJU Prva opazovanja v letih 1982 in 1983 V namočenem obdobju 1981/1982 smo vzdolž naravnega dela in umetnega rova Pivke jame zabeležili številna kapljanja ter nekaj izdatnejših curkov. V sušnem obdobju so pretoki močno upadli, nekateri curki pa so celo presahnili. Na ponovne padavine so reagirali različno hitro. Iz slike 2 so razvidna nihanja pretoka, karbonatne trdote in spec. el. prevodnosti preko leta na štirih izbranih značilnih mestih. Opazni so nizki pretoki čez poletje in višji ob jesenskem in spomladanskem deževju. Izstopalo je le kapljanje na točki 3, kjer smo zabe- ležili poleti višje pretoke, kar je bil prvi pokazatelj, da gre za nek poseben vir te vode. Karbonatna trdota že omenjenih štirih kapljanj je dosegala preko leta vrednosti od 100 do 250 mg CaC03 1-1, kar je posledica različnega načina preni- kanja, pa tudi različno intenzivnega izločanja sige že na samem stropu. Opazno je tudi manj ali bolj izrazito sezonsko nihanje karbonatne trdote. Magnezijeva trdota je nizka (do 10 mg CaC03 1-1), kalcijeva pa približno enaka karbonatni trdoti, podobno kot v Postojnski jami (J. K o g o v še k , 1987). Specifična el. prevodnost teh curkov se je gibala pod 500 t1S cm-1, razen curka 3, ki je od julija do novembra imel višje vrednosti (do 600 ,uS cm-1), ob sicer nespreme- njeni karbonatni trdoti, iz česar sklepamo, da na tem mestu prenika skozi strop onesnažena voda. Pri nadaljnjih opazovanjih smo povečali število vzorčnih mest na območju curka 3, vzorcem pa smo določevali še BPK5 in vsebnost nitratov, kasneje pa še vsebnost kloridov in o-fosfatov ter KPK. BPK5 je dosegala izven turistične sezone vrednosti pod 2 mg 0 2 1-1, kar pa se kasneje ni več ponovilo. Sočasno smo zabeležili koncentracijo nitratov do 30 mg 1-1 ter povišane koncentracije o-fosfatov in kloridov. NARAVNI VODNI VAL S spremljanjem naravnega vodnega vala, predvsem na vzorčnem mestu 3, smo želeli spoznati prevodnost tega vodnika, kot tudi način reagiranja na pa- davine. V začetku septembra 1982 je padlo nad Pivko jamo 31 mm dežja, ki je povzročil reakcijo pretokov in kapljanj vzdolž cele jame. Dne 23. 9. 1982 smo na vzorčnem mestu številka 3 spremljali vodni val, ki ga je sprožilo 37 mm 125 6 Acta carsologica XVI, (1987) PIVKA JAMA SPEC. EL. PREVODNOST pS cm·1 600 400 +3 +-+~ + / +-- / ,.., o••o•o••o.•"•C.. ._....+ •O. ..,_,,,,,,... • o•• •••o~•••• ••• ~ Q o.... ..• ~ •---'C., .. 09••·.o-.... .c. ••• o 1 "'il." ·········--· .·• ··.... . .. ··· ,•· ·.. ················•· .... · ·· ...... -----1 ········ ................ ···•········•·· ................. 11 200.,_ ____ -r----r---..---.--.---,-----,r----r---r---r---ir----.---, 250 200 150 100 10 1 o 200 100 mg CaC03 r1 KARBONATNA TRDOTA •.. ml min-1 PRETOK mm PADAVINE 10.6 14.7 11.8 9.9 26.10 9.12 6,5 8.6 13.7 3.8 24.8 15.9 1982 1983 SI. 2. Rezultati meritev na izbranih značilnih mestih vzdolž cele jame v letih 1982 in 1983. Fig. 2. The measurement results on the characteristic points along the whole cave in the years 1982 and 1983. PIVKA JAMA- 10 - mg P04 3-,-1 8 16 mg CI ,-1 12 300 mgCaC03 ( 1 - 250 pS cm·1 600 500 ml min ·1 100 50 10 mm 5 • naravni vodni val FOSFATI NITRATI KLORIDI· SPEC; EL. PREVODNOST PRETOK PADAVINE 0..._-----,.---..Llr----.---..-L_.,,-....,.._-.-_~~-~-~----.-.L..--~- 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 8 23/24 .. 9.82 Sl. 3. Naravni vodni val na vzorčnem mestu št. 3 jeseni 1982. Fig. 3. Natural water pulse on the sampling point no. 3 in the auiumn 1982. Acta carsologica XVI, (1987) dežja. Prvih 6 mm padavin, ki so padle od 7. do 8. ure, se odraža tudi v začet­ nem porastu pretoka v vodnem valu, ki je padavinam sledil s približno 1-urno zakasnitvijo, kot je razvidno iz slike 3. Nadaljnjih 23 mm intenzivnih padavin pa je izoblikovalo obsežnejši vodni val, ki je svoj vrh s 130 ml min-1 dosegel šele 4 ure za padavinami, čeprav je reakcija v tako namočenih razmerah sledila takoj. Bližnja drobna kapljanja so takoj reagirala, prepustnejši kanal 7 pa šele takrat, ko so ostali curki dosegli maksimalne pretoke, nakar je sledilo njegovo hitrejše upadanje do presahnitve. Očitno gre za različno prepustnost odvodnih kanalov vrtače. Vzporedno z merjenji pretoka smo na vzorčnem mestu številka 3 zajemali tudi vzorce za kemično analizo. Specifična električna prevodnost in karbonatna trdota sta ob sočasnem naraščanju pretoka upadali in obratno, kot smo že ugo- tavljali za curke v Planinski jami (J. K o go v še k, P. Habič, 1981). Ob prvem sorazmerno majhnem povečanju pretoka smo pri spec. el. prevodnosti, kloridih in nitratih, nekoliko pa tudi pri o-fosfatih, zabeležili najprej porast njihovih koncentracij, kar pripisujemo začetnemu spiranju jamskega stropa, oz. pretoku bolj koncentrirane odplake. Kasnejše upadanje koncentracij pa razlagamo kot posledico močnega razredčenja odplake v greznici z meteorno vodo. Pri kloridih je v vrhu vodnega vala prišlo do opazne razredčitve, ki pa je nismo zabeležili tudi pri nitratih in o-fosfatih, kar govori za manj uspešno spiranje v vodnem valu. BPK5, ki je dosegala vrednosti do 1,5 mg 0 2 1-1, se je v vrhu vodnega vala še znižala. Pri tem je voda v greznici v času naliva vse- bovala 28 mg c1- 1-1, 28 mg POl- 1-1 , BPK5 = 15,3 mg 0 2 1-1, nižjo koncentra- cijo nitratov v primerjavi s preniklo vodo, zato pa večjo vsebnost NH/-. SLEDILNI POSKUS Z opisanimi opazovanji in meritvami smo opredelili območje, kjer prenika v jamo umazana voda, spoznali pa smo tudi različno prepustnost prevodnikov. S sledilnima poskusoma iz starih in novih sanitarij pa smo želeli ugotoviti, od kod se steka odpadna voda, ki se pojavlja v jami: ali iz greznice starih sanitarij ali iz iztoka iz nove čistilne naprave ali morda od obeh. Za sledilo smo izbrali dodatno vodo, poskusa pa smo izvedli v obdobju nizkih, ustaljenih, minimalnih pretokov. Deset dni pred poskusom ni bilo padavin. Pri prvem sledilnem poskusu, dne 27. 9. 1983, smo iz starih sanitarij v 1 uri izlili 4,7 m 3 vode. Izlita voda je v jami na predvidenem območju že po pri- bližno 30 min sprožila naraščanje pretoka opazovanih curkov. Najmočneje in najhitreje sta reagirala curka 7 in 2, ki sta že po 15 min po končanem izlitju dosegla maksimalni pretok. Tudi curek 5 ter nekaj bližnjih curkov, ki so bili pred poskusom, pa tudi sicer, pretežno suhi, so oblikovali daljše vodne valove, kar nakazuje njihovo omejeno prepustnost. Umetno povzročeni pretoki so pri- kazani na sliki 4. Celotna količina vode, ki je med poskusom pritekla v jamo, je znašala pri- bližno 1 m 3, kar pomeni približno 20 O/o vse vlite vode. Seveda moramo upo- števati, da se pretoki po 5 urah opazovanja, ko smo zaključili z meritvami, še niso vrnili na izhodno vrednost in je iztekanje trajalo še dan ali več. Vendar 128 J. Kogovšek, Naravno čiščenje sanitarnih odplak pri vertikalnem premik:inju ... 6420 PIVKA JAMA - umetni vodni val 52503560 t 1000 ! & • mlmin"1j . . . . . ! : I 10 izlili 4, 7 m 3 11 12 2? 9.1983 Sl. 4. Oblikovanje umetnih vodnih valov pri curkih v jami v prvem sledilnem poskusu septembra 1983. Fig. 4. Formation of artificial water pulses at the trickles in the cave during the first tracing experiment in September 1983. pa bi tudi z upoštevanjem teh količin priteklo v jamo le okrog 50 O/o vlite vode. Zelo verjetno je zaradi hitrega dotoka v greznico in počasnega prenikanja v jamo prišlo do močnejšega odtekanja v čistilno napravo. Tak odtok pa je pri običajni uporabi sanitarij verjetno redek. Pri drugem sledilnem poskusu smo iz novih umivalnic v 1 uri izlili 9 m 3 vode. Tedaj v jami nismo opazili povečanega pretoka prenikajoče vode. Zato sklepamo, da se odpadna voda na opazovano območje v Pivko jamo steka le iz starih sanitarij. Celodnevno opazovanje prenikanja odpadne vode S 24-urnim opazovanjem curkov v Pivki jami smo skušali ugotoviti, kako se odraža poraba vode v starih umivalnicah in sanitarijah na treh curkih v jami. V sušnem juliju 1983, ko je v prvih treh tednih padlo le 7,8 mm dežja, tako da je bila izključena reakcija curkov na padavine, smo v 24 urah vsako uro 9 Acta carsologica 129 PIVKA JAMA - 2 mac1-1-1 :1 •-- Kloridi 3 - 5 ------------------ mg o21-1 :i mg por,-1 10 8 6 4 2 BPK5 + o-fosfati !DDrm·I Spe~. -~~-~-~odn~st• :~nducilvlt~ 500 0c Temperature :~• ~-•~~- •" ml min•l 300 Pretok - Discharge 200 100 o +--+-------+---+-·+-+- • ----+-+--+·-•+-+----..... - -+•~ ...... 1 20 22 O !9. 7 1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 20. 7. 1983 Sl. 5. Rezultati celodnevnega opazovanja značilnih curkov v jami poleti 1983. Fig. 5. The resulis of one day observations of characteristic trickles in the cave in summer 1983. J. Kogovšek, Naravno čiščenje sanitarnih odplak pri vertikalnem premik'lnju ... 11 merili pretok, temperaturo in spec. el. prevodnost ter vzorčevali vodo na treh mestih v jami, kjer smo že s predhodnimi opazovanji ugotovili onesnaženo pre- niklo vodo. V turističnem kampu je bilo v tem času 350 gostov, vendar ocenju- jemo, da jih je stare umivalnice uporabljalo približno 1/3. Meritve pretokov so pokazale, da se je kapljanje na opazovani točki 3 le ne- znatno spreminjalo: opazno pa sta nihala curka 2 in 5, ki sta dosegla maksimalni pretok pri 280 oz. 230 ml/min-1 • če primerjamo s prvim sledilnim poskusom, ko sta prevodnika 2 in 5 delovala verjetno s polno zmogljivostjo, dosegala pretok do 1400 oz. 650 ml/min-1 in se je voda hkrati odtekala tudi po najbolj prepust- nem vodniku, laže razumemo bistveno drugačne pogoje pretakanja v tem pri- meru. Maksimalni pretok sta curka dosegla med 21. in 24. uro ter med 8. in 11. uro, kar se sklada s sorazmerno majhnim zaostankom za maksimalno porabo vode v umivalnicah in sanitarijah v jutranjih in večernih urah. Podobno kot pretok se je tudi temperatura curka 3 le minimalno spremi- njala; pri curkih 2 in 5 pa je ob maksimalnih pretokih upadla temperatura za 0,6° C. Meritve spec. el. prevodnosti in vsebnosti kloridov niso pokazale opaznej- ših nihanj. Spremljanje o-fosfatov in BPK5 je podalo manjše onečiščenje sicer izdatnejšega curka 2, medtem ko sta curka 3 in 5 dosegala znatno višje vred- nosti (slika 5). Redna vzorčevanja prenikle odpadne vode Doslej smo ugotovili vir onesnažene odpadne vode na površju in območje pritoka onesnažene vode v jami. Zanimiva pa je tudi primerjava karbonatne trdote s spec. el. prevodnostjo prenikle vode na območju onesnaženja in na drugih vzorčnih mestih v jami. Pokazala je odklone pri onesnaženi prenikli vodi v poletni sezoni, kar je razvidno iz slike 6. Curki čiste prenikle vode iz- kazujejo bolj ali manj linearno odvisnost med karbonatno trdoto in spec el. prevodnostjo, medtem ko dosegajo onesnaženi curki višjo spec. el. prevodnost pri določeni karbonatni trdoti. V našem primeru je meritev spec. el. prevodnosti služila kot hiter' pokazatelj onesnaženosti. Nadaljnja opazovanja v letih 1983 in 1984 so obsegala mesečno spremljanje kvalitete curkov in kapljanj v jami. Hkrati smo v turistični sezoni 1984 vzor- čevali tudi vodo v greznici. Začetne meritve pretoka, temperature, spec. el. pre- vodnosti, o-fosfatov, kloridov in BPK smo dopolnili še z določitvami nitratov in KPK. Slika 7 prikazuje naštete meritve na štirih značilnih mestih. Curek na točki 1, ki je izven našega opazovanega območja onesnažene vode, nam je služil za primerjavo, tako glede pretoka kot indikatorjev one- snaženja. Na samem opazovanem območju pa je bilo običajno aktivnih 5 do 6 curkov, ki so dosegali od julija do vključno septembra maksimalne vrednosti pretoka. Da gre pretežno za odpadno preniklo vodo je razvidno iz padavinskega diagrama, saj v tem obdobju pade le malo padavin, ki curkom v jami v glavnem ne povečajo pretokov in izcejajoča voda iz jamskega stropa tako le neznatno razredčuje odpadno preniklo vodo. Pri opazovanih curkih je spec. el. prevodnost dosegala od junija do oktobra povišane vrednosti; najmanjše povišanje smo zabeležili pri curku 2. Očitno je to odraz manj onesnažene vode tega curka, kar potrjujejo tudi meritve o-fos- 9* 131 12 PIVKA JAMA 1982/83 pScm-1 600 Spec. e/. prevodnost 500 Spec._ el. conductivity • • .. • • 400 • • 300 200 • • . .. l 10 O 150 •• • • Acta carsologica XVI, (1987) ® @ ® ®@ @ @ J @ @ Gl • @ ®• • • • .fJ .... • • • 2 •4 ~ 5 • 6 • 10 -~ • ostali •• . • od 7. 1982 do 12 .1983 O v času poletne sezone . l 200 2so mg CaC03 r Karbonatna trdo.ta Carbonate hardness /ZRK ZRC SAZU J, Kogovšek 198$ Sl. 6. Specifična električna prevodnost čiste in onesnažene prenikle vode v odvis- nosti od karbonatne trdote. Fig. 6. Specific electric conductibility of pure and po11uted percolated water de- pendant on carbonate hardness. fatov, kloridov ter KPK in BPK5• To nakazuje učinkovitejšo filtracijo, oz. uči­ nek čiščenja v jamskem stropu. V splošnem so opazne višje vrednosti spec. el. prevodnosti v sezoni 1983 v primerjavi s sezono 1984, kar pa zaenkrat še ne moremo pojasniti, ker v letu 1983 nismo vzorčevali vode v greznici; karbonatne trdote, ki bi bila tudi lahko vzrok, pa nismo redno merili, tako da ni možna ustrezna primerjava. Spec. el. prevodnost pa je bila običajno le malo višja kot pri curkih v jami. 132 J. Kogovšek. Naravno čiščenje sanitarnih odplak pri vertikalnem premikanju ... PIVKA JAMA * 8001 mg O i-1 400 30 2 greznica • 1 1-1 30 mg 5 2 3 5 ...... . KPK o Kloridi 600 11 Scm· 1 -- /~S,pec.el.pr~evodnost r ~· ~ * ,,_ ,_ ........ - \. ./' •• .,.. • • ;i; •04....,!~•-~~ .. --~·········· ·----- ................... . 300>----.----,-.--.--~---.--.-----~-------~------. 1000 ml min-1 100 -··~ °"•••oq. ..... -. •-- • 10 ~ .. ·•· ... , • ....- +~·---.. ·-..•.......•. ··---. p,etok \/\( / 'v:\ /. J \· 'if· 0.1..-.-----~--------~-----1'---.---,-----~ 200 mm padavine 100 SI. 7. Rezultati meritev značilnih curkov v jami v letih 1983 in 1984. 13 Fig. 7. The measurement results of the characteristic trickles in the cave in the years 1983 and 1984. H Acta c:irsologicci XVI, (1987) Izhodna koncentracija o-fosfatov odpadne vode v greznici je dosegala po- leti 1984 do 12,2mg PO4-·3 1-1 . Pri curkih v jami smo v istem času zabeležili najvišje vrednosti (do 7,7 mg PO43- 1-1) pri curkih 3 in 5, opazno nižje pa pri curku 2. V času izven sezone, ko ni več sveže odpadne vode in prihaja ob je- senskem in spomladanskem dežju do intenzivnega spiranja, koncentracija o-fos- fatov ni padla pod 1,5 mg POl- 1-1 • Pri tem ima pomembno vlogo usedlina v greznici, saj padavinska voda, ki priteka v greznico, prenika skoznjo in se pri tem obogati z razpoložljivimi komponentami. V obdobju 11. 7. do 12. 9. 1984 smo v prenikli vodi v jami zabeležili do 500/o zmanjšanje koncentracije o-fosfatov. Občasne vzporedne meritve celokupnih fosfatov so pokazale na minimalne razlike med o-fosfati in celokupnimi fosfati. Zato smo se tudi odločili za enostavnejše določevanje o-fosfatov. Odpadna voda v greznici je dosegala do 35 mg Cl- 1-1, prenikla voda v jami pa od 15 do 22 mg Cl- 1-1, pri čemer je zopet odstopal curek 2, ki je dosegal nižje vrednosti. V času izven sezone pa je koncentracija kloridov padla poll 10 mg Cl- 1-1. Če primerjamo koncentracijo kloridov v greznici in prenikli vodi, prihaja pri curkih 3 in 5 do 600/o odstranitve kloridov, na točki 2 pa kar do 71 O/o. Nitrati kažejo na drugačno situacijo kot smo jo zabeležili pri o-fosfatih in kloridih. V času turistične sezone so bile koncentracije nitratov v greznici in v prenikli vodi na točkah 3 in 5 približno enake, medtem ko smo na točki 2 za- beležili višje vrednosti. V splošnem višje koncentracije nitratov pa smo zabe- ležili izven sezone, ko so prevladovali nižji pretoki. Verjetno večji pretoki ob večji hitrosti prenikanja pomenijo slabšo oksidacijo v jamskem stropu. Sicer pa se nakazuje širše območje onesnaženosti z nitrati, kar je, kot izgleda, posledica akumulacije, oz. daljšega zadrževanja nitratov v karbonatnem masivu jamskega stropa. V grobem ocenjena količina nitratov, ki se spira iz jamskega stropa, pre- cej presega količino, ki se injicira iz greznice. Vendar pa so v nitratih v prenikli vodi v jami zajeti tudi nitrati, ki nastajajo z oksidacijo amonijaka, ki ga od- padna voda v greznici vsebuje precej. Zato sklepamo, da obstaja v predrtem karbonatnem jamskem stropu učinkovito prezračevanje. Tudi visoke vrednosti KPK odpadne vode v greznici (320-620 mg 0 2 1-1) in hkrati nizke vrednosti v dekantirani prenikli vodi (pod 20 mg 0 2 1-1) govore za intenzivne oksidacijske procese v času prenikanja, ki znaša po oceni do ne- kaj ur. Pri tem smo poleti 1984 zabeležili pri curkih 3 in 5 od 95 do 980/o čiščenje (glede na KPK), pri curku 2 pa skoro 1000/o. Curek 2 je dosegal podobno kot pri o-fosfatih in kloridih tudi pri KPK nižje vrednosti. Tudi analize BPK5 so pokazale učinkovito čiščenje, saj je BPK5 od 100 do 260 mg 0 2 1-1, kolikor je znašala pri odpadni vodi iz greznice, upadla na poti do jame na vrednost pod 2,8 mg 0 2 1-1, kar pomeni 98-1000/o čiščenje. Slabše čiščenje pa nastopa ob večjih pretokih, ko prihaja do spiranja organskega su- spenza in se odpadna voda zadržuje v jamskem stropu krajši čas. Zato moramo pri naših določitvah KPK in BPK5 v takih primerih zaradi nereprezentativnih vzorcev računati na napako, ki ima za posledico nekoliko slabši učinek čišče­ nja, kot pa izhaja iz naših meritev. V skupino k curkom 3 in 5 bi po stopnji onesnaženosti prenikle vode uvrstili še curke 4, 7, 8 ter curek 9, ki sicer odraža nekoliko močnejšo filtra- cijo. Rezultati meritev so razvidni iz tabele l. 134 J. Kogovšek, Naravno čiščenje sanitarnih odplak pri vertikalnem premikanju ... 15 Tabela 1: Pretok Tempe- KPK BPK, NO,- CI- O-PO, 3- Datum (mlmin-1) ratura .uScm- ('C) (mgO,1-1) (mgl-') Zajemno mesto 1 18/ 4 1984 4 6,6 347 7 8 0,03 30/ 5 1984 9 9,8 378 9,6 6 0,01 15/ 6 1984 2,5 11,2 316 3,1 4 0,02 11/ 7 1984 2,8 11,8 328 8,0 6 0,01 25/ 7 1984 1 11,7 295 9,0 6 0,01 22/ 8 1984 1,5 11,1 309 3,6 8 3/10 1984 18 392 4,9 5 0,22 24/10 1984 1,6 10,4 331 0,2 5 0,03 13/12 1984 3,5 3,0 343 9,9 6 0,02 23/ 1 1985 3 2,8 335 Zajemno mesto 2 30/ 5 1984 14 9,4 397 12,8 8 0,8 15/ 6 1984 13 10,6 441 1,0 34 6 0,7 11/ 7 1984 320 11,2 477 9,7 1,0 15 0,76 25/ 7 1984 360 11,4 431 2,4 0,2 29 10 0,68 22/ 8 1984 160 11,1 419 0,5 27 11 0,78 12/ 9 1984 20 11,0 444 2,3 14,6 11 0,68 3/10 1984 30 11,3 502 21 10 0,64 24/10 1984 11 10,6 628 30 0,8 23 11 4,05 13/12 1984 6 3,8 459 10,6 0,9 26,4 11 0,85 23/ 1 1985 850 5,3 442 5,2 1,2 24,9 7 0,5 Zajemno mesto 3 11/ 7 1984 12 11,5 458 13,4 1,0 15 21 5,8 25/ 7 1984 42 11,5 445 15,4 4 16 6,0 22/ 8 1984 80 11,0 481 8 1,1 13 17 5,9 12/ 9 1984 32 11,0 505 11 0,8 10,7 13 4,4 24/10 1984 0,1 10,7 632 31,7 6,2 16 11 4,8 13/12 1984 0,7 3,8 459 29,2 10 2,6 23/ 1 1985 210 5,6 408 8,2 1,5 24,4 7 3,2 Zajemno mesto 4 27/ 3 1984 70 6,3 356 7 1,4 36 1 1,38 18/ 4 1984 0,5 6,9 374 10 35 8 3,5 30/ 5 1984 50 9,4 351 46 5 3,0 15/ 6 1984 3 10,5 423 8,7 2,4 55 11 3,15 11/ 7 1984 20 11,6 454 10,4 0,2 25 20 5,6 25/ 7 1984 40 11,3 441 10,5 0,7 4 16 6,1 22/ 8 1984 60 10,8 479 0,8 15 17 5,7 12/ 9 1984 18 10,9 506 11 10 14 4,6 135 16 Acta carsologica XVI, (1987) Pretok Tempe- KPK BPK, NO,- Cl- 0-P0, 3- Datum (mlmin-1) ratura ,uScm- 1 ('C) (mg0,1-1) (mgl-1) 3/10 1984 80 10,9 523 16,5 9 3,2 24/10 1984 0,5 10,5 636 28,8 2,1 17 11 4,4 13/12 1984 0,2 3,9 499 35,6 27,6 10 3,8 23/ 1 1985 680 5,4 413 1,2 14,9 7 3,4 Zajemno mesto 5 27/ 3 1984 90 6,1 357 5 1,2 21 1 1,35 18/ 4 1984 0,3 7,4 364 9 15 10 3,55 30/ 5 1984 52 9,6 345 44 5 2,0 15/ 6 1984 minim. 11 454 7,9 1,1 22 12 5,0 11/ 7 1984 160 11,7 466 17,3 11,5 22 7,7 25/ 7 1984 40 11,2 434 16 0,2 4 16 6,7 22/ 8 1984 480 10,7 450 18,4 1,3 14 14 5,0 12/ 9 1984 76 11,1 502 13 0,9 9,9 14 4,2 3/10 1984 300 10,7 522 3,6 11,0 9 2,8 13/12 1984 0,3 5,1 501 5,0 27 9 4,0 23/ 1 1985 1000 6,1 394 6,3 1,4 23 7 3,1 Zajemno mesto 8 7/ 2 1984 14 5,7 15 33 6 1,4 27/ 3 1984 180 5,8 373 1,6 27 1 1,2 18/ 4 1984 0,25 7,0 375 11 24 6 1,9 15/ 6 1984 4 10,5 422 6,3 0,9 48 9 2,95 11/ 7 1984 120 11,3 460 12,4 31 21 5,95 25/ 7 1984 200 11,5 450 10 0,6 7,7 18 5,65 22/ 8 1984 60 11,3 519 8 0,4 15,0 18 5,5 12/ 9 1984 10 11,0 514 6 10,0 16 4,0 3/10 1984 110 11,3 503 1,5 19,0 7 3,0 24/10 1984 1,5 10,5 560 17,3 2,1 12 8 3,6 13/12 1984 0,1 4,3 438 25,6 5 2,6 23/ 1 1985 660 5,3 394 7,5 0,4 24,4 6 2,24 Zajemno mesto 9 25/ 7 1984 12,0 488 5,2 22 4,5 22/ 8 1984 60 11,2 530 8,8 2,0 10 20 5,7 12/ 9 1984 10 11,0 514 6 10 16 4,0 3/10 1984 420 10,9 475 1,7 15,5 5 0,24 24/10 1984 20 10,4 537 13,0 1,5 15 6 2,4 13/12 1984 1 4,6 464 4,0 24,8 4 1,95 23/ 1 1985 900 5,6 386 6,7 0,7 12,2 5 1,2 136 J. Kogovšek, Naravno čiščenje sanitarnih odplak pri vertikalnem premikanju ... 17 Pri vzorčevanju oktobra 1982 in 1983 smo zabeležili povišane vrednosti o-fosfatov, BPK5 in spec. el. prevodnosti na opazovanih mestih v jami. Skle- pamo, da so posledica čiščenja greznice po zaključeni turistični sezoni, pri če­ mer je prišlo do manjšega ali večjega premešanja na dnu greznice in do njenega kasnejšega intenzivnejšega spiranja ob padavinah, ki so sledile. Konec oktobra 1984 so v sklopu prenovitve turističnega campa podrli stare sanitarije z grez- nico. Očitno je rušenje povzročilo predrtje usedline na dnu greznice, ki je si- cer igrala tudi vlogo nekakšnega filtra, in sprožilo prost odtok v greznici zasta- jajoče vode in blata skozi dno vrtače. To smo zabeležili pri prenikli vodi v jami z izjemno povišanimi vrednostmi spec. el. prevodnosti, KPK, BPK5 ter kon- centracije o-fosfatov. Vzorci so vsebovali tudi več finega suspenza kot sicer, medtem ko so bili pretoki minimalni, saj dobra dva tedna pred tem ni bilo omembe vrednih padavin, ki bi lahko povečale pretok curkov v jami. Analiza suspenza je pokazala, da le-ta vsebuje 5 O/o organskega ogljika, KPK premeša- nega vzorca pa je bila kar nekajkrat višja kot v dekantiranem vzorcu. Na za- jemnem mestu 3, pa tudi 2, se je spec. el. prevodnost dvignila preko 600 µS cm-1, KPK preko 30 mg 0 2 1-1, BPK5 pa do 6 mg 0 2 1-1• Padavine, ki so sledile, so povečale opazovane pretoke, sočasno pa povzro- čile upad spec. el. prevodnosti in o-fosfatov že po enem mesecu in pol: KPK in BPK5 pa sta upadla na prvotno vrednost počasneje. Bakteriološke analize Kemijske analize prenikle vode smo dopolnili še z bakteriološkimi pre- iskavami. Tako smo 3. 10. 1984 po zaključeni turistični sezoni zajeli štiri vzorce za bakteriološko analizo. Rezultati preiskav, ki jih je izvedel Zavod za zdrav- stveno varstvo SRS, oddelek za sanitarno mikrobiologijo v Ljubljani, so raz- vidni iz naslednje tabele: Vzorec oz. vzorčno mesto 1 5 8 9 MNP skupnih koliformnih bakterij v 100 ml 20 150 22 380 Sporogeni sulfitoreducirajoči anaerobi v 100 ml + ..l... 1 Vseh živih bakterij v 1 ml 12 000 2400 2400 7200 Koliformnih bakterij in streptokokov fekalnega izvora ter Pseudomonas aeru- ginosa in vrste Proteus vzorci niso vsebovali. Vzorec 1 iz zajemnega mesta št. 1 je prenikla voda izven ožjega območja onesnaženja, oz. kemijske analize niso pokazale onesnaženja. Bakteriološka ana- liza je podala le povišano vsebnost vseh živih bakterij. Vzorca 5 in 8, kjer skle- pamo, da gre za direktnejši odtok in slabšo filtracijo, sta imela povišano vred- nost vseh živih bakterij ter prisotne sporogene sulfitoreducirajoče anaerobe, ki nakazujejo trajnejše onesnaženje. Vzorec 9, kjer predvidevamo močnejšo filtra- cijo, pa kaže nekoliko boljšo sliko. 137 18' Acta carsologica XVI, (1987) Spoznanja in sklepi Meritve so pokazale, da prenika odpadna voda po sedimentaciji trdih ne- čistoč na dno greznice, kjer imajo vlogo nekakšnega filtra, skozi pretrte in prezračene karbonatne sklade. Na opazovanem območju v jami, ki obsega približno 50 m 2, smo zabeležili pri curkih dokajšnje razlike v kvaliteti prenikle vode. Različno stopnjo očišče­ nja razlagamo z različnim načinom prenikanja, ki ga pogojuje različna poveza- nost in prevodnost vodnikov. Prenikla voda v jami je vsebovala do 22 mg c1- 1-1 in do 7,7 mg PO/- 1-1, kar pomeni, da je pri prenikanju njuna koncentracija upadla do 50 O/o. KPK odplake iz greznice, ki je dosegala vrednosti do 600 mg 0 2 1-1, se je po preni- kanju znižala za 95 O/o in več. Vzporedne meritve BPK5, ki nam povedo koli- čino kisika, ki ga porabijo mikroorganizmi za oksidacijo oz. razgradnjo v vodi prisotnih organskih snovi, so podale še boljše čiščenje. Dobro prezračenost jamskega stropa, ki omogoča učinkovite oksidacijske procese, potrjujejo tudi meritve amonijaka in nitratov v odplaki in v prenikli vodi v jami. Nitrati, ki nastajajo predvsem z oksidacijo amcnijaka v času prenikanja, nakazujejo traj- nejše in širše območje onesnaženosti. Slabše čiščenje pa nastopa pri vertikalnem prenikanju ob večjih pretokih, ko prihaja do intenzivnejšega spiranja organskega suspenza z dna greznice in iz jamskega stropa, ki močno povečuje vrednosti KPK, BPK5 ter drugih merje- nih parametrov v prenikli vodi. Odpadna voda se pri takih pogojih zadržuje v jamskem stropu tudi krajši čas, kar dodatno negativno vpliva na učinek čišče­ nja. Najslabši učinek čiščenja pa smo zabeležili v času praznjenja greznice oz. v času gradbenih del na območju greznice, ko je prišlo zaradi miniranja do in- tenzivnega spiranja usedline z dna greznice, kar se je odražalo v do nekajkrat povečanih vrednostih KPK in BPK5 v prenikli vodi. To pa pomeni znatno slabši učinek samočiščenja odplak. Spremljanje čiščenja komunalnih odplak pri prenikanju skozi 40 m debel strop Pivke jame je pokazalo, da struktura jamskega stropa v veliki meri po- gojuje učinkovite oksidacijske procese. Opazna je različna stopnja čiščenja po posameznih različno prepustnih vodnikih. Po sedimentaciji trdih nečistoč na dno greznice (vloga filtra) smo pri pre- nikanju dane količine in kvalitete odplake iz umivalnic in sanitarij, zabeležili ob ugodnih razmerah učinkovito samočiščenje. Slabše čiščenje nastopa v času večjih pretokov, ko voda nosi s seboj manjše ali večje količine organskega su- spenza. še znatno slabši učinek čiščenja pa smo zabeležili po miniranju greznice, ko je prišlo do bistvenih sprememb pri odtekanju odplake iz vrtače v karbo- natni masiv. Lahko zaključimo, da pri primerno nizkem onesnaženju (količina, kvaliteta odplake) opravlja pretrt karbonaten masiv vlogo učinkovite naravne čistilne naprave. Njena učinkovitost pa v veliki meri zavisi od pretoka in načina preni- kanja, ki pa ga pogojuje stopnja zakraselosti jamskega stropa. 138 J. Kogovšek. Naravno čiščenje sanitarnih odplak pri vertikalnem premik~nju ... 19 LITERATURA K o go v še k, J. & P. Habič, 1981: Preučevanje prenikanja vode na primerih Planinske in Postojnske jame. Acta carsologica, 9, 129-148, Ljubljana. K o go v še k, J., 1983: Prenikanje vode in izločanje sige v Pisanem rovu Postojnske jame. Acta carsologica, 11, 59-76, Ljubljana. Preka, N. & N. Preka - Lip o 1 d, 1976: Prilog poznavanju autopurifikacionih sposobnosti karstnih podzemnih tokova. Hidrologija i vodno bogastvo krša, 577 do 584, Sarajevo. Sket, B. & F. Ve 1 k o vrh, 1981: Postojnsko-Planinski jamski sistem kot model za preučevanje onesnaženja podzemeljskih voda. Naše jame, 22, 27-44, Ljubljana. E in h e it s ver f ah r en fi.ir Wasser und Abwasser analysse, 1986, Weinheim. Standard methods for Examination of water and wastwater, 1975, Washington. NATURAL PURIFICATION OF SANITARY SEWAGE DURING THE VERTICAL PERCOLATION IN THE PIVKA JAMA Summary In 1982 to 1984 the percolation of waste communal water from sanitations and washrooms of camping place through 40 m thick roof of Pivka jama were observed. At observed trickles in the cave in the area of 50 m 2, where the polluted per- colated water occurs, we have noticed considerable differences in the water quality. This unequal degree of purification can be explained by different way of percolation, conditioned mostly by different permeability of the fissures. After the sedimentation of hard impurities to the bottom of the cess-pit (the role of filter) during the percolation of known quantity and quality of sewage at favourable conditions efficaceous autopurification was observed. The percolated water in thc cave contained up to 22 mg Cl- 1-1 and up to 7,7 mg P0,3- 1-1, meaning, that their concentration decreased during the percolation for 50 'O/o almost. COD sewage from the cess-pit, reaching the value up to 600 mg 0 2 1-1 decreased for 95 °/o and more. Parallel measurements of BOD5, showing the oxygen quantity, used by microorganisms for oxidation, decomposition respectively of organic matters present in water, showed still better purification. Good aired cave roof, ren- dering possib:e efficaceous oxidation processes, confirms the measurements of am- monia and nitrates in the sewage and in the percolated water. Nitrates, occuring mostly by ammonia oxidation during the percolation, show more permanent and wider area of the pollution. During greater discharges at vertical percolation worse purification occurs while washing off organic suspension from the cess-pit bottom as well as from the cave roof is more intensive. Thus the COD, BOD5 and other values are increased in the percolated water. Sewage water remains in such conditions for shorter tirne in the cave roof giving additional negative influence to the purification effect. Considerably worse purification effect was noticed after the cess-pit blasting when essential changes at water discharge from the doline to the carbonate massif have taken place. We can conclude that at known pollution (quantity, sewage quality) the crushed carbonate massif plays the role of efficaceous natural purification plant. In any case the oxidation capacity of carbonate massif greatly depends on the karstification degree of carbonate rocks while on the other side the purification degree from the way of percolation. 139